(57)【要約】【課題】磁路面積を十分に確保する。【解決手段】流体制御弁において、フランジ部１２９ｂに配設された緩衝ゴム２０１がストッパ１２１と当たることで、弁体の全開位置が規定されるように構成されている。そして、フランジ部１２９ｂにおける緩衝ゴム２０１の配設位置は、フランジ部１２９ｂの突出方向において内径側となっている。これにより、フランジ部１２９ｂにおける外径側部分Ｆで、磁路面積を十分に確保することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体用制御弁であって、
筒状で、かつ一端部に流体流出孔を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内で移動して前記流体流出孔を開閉するとともに、移動方向と直交する方向に突出する突部を備える弁体と、
前記流体流出孔を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢部と、
前記付勢部の付勢力に抗して前記流体流出孔を開く方向に前記弁体を移動させる電磁力を発生する電磁力発生部と、
前記突部における前記流体流出孔を開く方向側の面に配設される弾性部材と、
前記バルブボディ内に配置され、前記弾性部材と当接することで前記弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材と、
を有し、
前記弾性部材の前記突部における配設位置は、前記突部の突出方向において内径側であることを特徴とする流体用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体、例えば水素ガスを供給する流体供給系に用いられる流体用制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記流体用制御弁は、筒状のバルブボディ内に配置された弁体を電磁力によって軸方向に直線状に移動させることによって流体噴射孔を開閉するよう構成されている。弁体は、弁体の移動方向と直交する方向に突出するフランジ部を備え、このフランジ部がストッパ部材に当接することで、全開位置が規定される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２３７７号公報
【０００４】
上記フランジ部には、弾性部材が設けられているのが通常であり、弾性部材がストッパ部材に当接するように構成されている。この弾性部材は磁路の通過を妨害することから、弾性部材を備えた流体用制御弁（燃料噴射弁）では、電磁力の磁路面積を十分に確保することが困難であるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、磁路面積を十分に確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  流体用制御弁であって、
筒状で、かつ一端部に流体流出孔を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内で移動して前記流体流出孔を開閉するとともに、移動方向と直交する方向に突出する突部を備える弁体と、
前記流体流出孔を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢部と、
前記付勢部の付勢力に抗して前記流体流出孔を開く方向に前記弁体を移動させる電磁力を発生する電磁力発生部と、
前記突部における前記流体流出孔を開く方向側の面に配設される弾性部材と、
前記バルブボディ内に配置され、前記弾性部材と当接することで前記弁体の全開位置を規定する全開位置規定部材と、
を有し、
前記弾性部材の前記突部における配設位置は、前記突部の突出方向において内径側であることを特徴とする流体用制御弁。
【０００８】
適用例１に記載の流体用制御弁によれば、弾性部材が全開位置規定部材と当たることで、弁体の全開位置が規定される。弾性部材の突部における配設位置は、突部の内径側となっていることから、突部における先端側で磁路面積を十分に確保することができる。磁路面積が十分に確保されると、突部の最外径を小さくできるため、弁体を軽量化できる。
【０００９】
本発明は、上記適用例以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の流体用制御弁を備える燃料電池システムとした形態等で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例の流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。
【図２】ストッパ１２１と当接するフランジ部１２９ｂの付近を拡大した断面図である。
【図３】第１変形例における緩衝ゴム３０１の周辺を拡大した断面図である。
【図４】第２変形例における緩衝ゴム２０１の周辺を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態に係る流体用制御弁は、燃料電池自動車に搭載されている燃料電池に水素ガスを供給する流体供給系に備えられる流体用制御弁として用いている。
【００１２】
１．第１実施例：
図１は流体用制御弁１００の中央付近の断面図である。図示するように、流体用制御弁１００は、円筒状のバルブボディ１０１を有する。バルブボディ１０１は、互いに嵌め合い接合された筒状部材からなるアッパボディ１０３とロアボディ１０５とから構成される。アッパボディ１０３内の中央部には、ほぼ円筒状のコア１０７が挿入配置されている。コア１０７は磁性材からなり、ロアボディ１０５との間に非磁性材からなる鍔付リング１０９が配置されている。またロアボディ１０５の先端部（コア１０７と反対側）には、バルブシート１３１が配置されている。
【００１３】
アッパボディ１０３とコア１０７の間には、ほぼ円筒状のボビン１１１が配置されている。ボビン１１１は合成樹脂等の電気絶縁材からなり、ソレノイドコイル１１３が多層状に巻かれている。図示しない電源装置により、ソレノイドコイル１１３に対する通電およびその解除がなされる。ボビン１１１およびソレノイドコイル１１３は、本発明における「電磁力発生部」に対応する。ソレノイドコイル１１３の通電によって生ずる電磁力は、磁性材からなる弁体１２９をバルブシート１３１の座面１３５ａから離間させる。すなわち、上記電磁力は弁体１２９を、ガス噴射孔１３７を開く方向に移動させる。
【００１４】
ロアボディ１０５の円形断面の筒孔１０５ｃ内には、ストッパ１２１、カラー１２３、支持プレート１２７、リング１２５およびバルブシート１３１が順次組み付けられている。
【００１５】
ストッパ１２１は、リング状に形成され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出された内側フランジ部１０５ａに当接される。カラー１２３は、例えばステンレス材であってリング状に形成されており、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに嵌め込まれ、一端がストッパ１２１の側面と当接され、他端が支持プレート１２７に当接される。リング１２５は、例えばステンレス材であってリング状に形成されており、ロアボディ１０５内に嵌め込まれ、支持プレート１２７の外周部の側面と当接される。
【００１６】
バルブシート１３１は、円形断面のガイド孔１３３ａを有するシートボディ１３３と、軸中心部にガス噴射孔１３７を有するシート１３５とから構成されている。ガス噴射孔１３７は、本発明における「流体流出孔」に対応する。シート１３５の上面に上記座面１３５ａが形成される。
【００１７】
シートボディ１３３がロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入嵌合される際、リング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７の外周側およびストッパ１２１が順次押圧され、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃの内径方向に突出する内側フランジ部１０５ａに加圧される。すなわち、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃに配置されるリング１２５、カラー１２３、支持プレート１２７およびストッパ１２１は、ロアボディ１０５の筒孔１０５ｃ内に圧入されたシートボディ１３３によってロアボディ１０５に固定される構成とされる。
【００１８】
弁体１２９は、磁性材である電磁ステンレス材からなり、コア１０７とほぼ同様の断面形状をなす円筒形状の主部１２９ａと、その主部１２９ａの下側の外周に張り出す（すなわち、弁体１２９の移動方向と直交する方向に突出する）フランジ部１２９ｂと、主部１２９ａの下端に突出する円柱形状のバルブ部１２９ｃとを有する。ソレノイドコイル１１３の通電によって発生する電磁力によって弁体１２９がガス噴射孔１３７を開く方向へと移動されたとき、ストッパ１２１の下面がフランジ部１２９ｂの上面と当接することで、それ以上の移動を規制する。すなわち、ストッパ１２１は、弁体１２９の全開位置を規定する本発明における「全開位置規定部材」に対応する。フランジ部１２９ｂは、本発明における「突部」に対応する。
【００１９】
図２は、ストッパ１２１と当接するフランジ部１２９ｂの上面付近を拡大した断面図である。図示するように、フランジ部１２９ｂの上面、すなわち、フランジ部１２９ｂの上面には、環状の溝２００が形成されており、この溝２００に環状の緩衝ゴム２０１が着設されている。緩衝ゴム２０１は、上面に山部２０１ａが形成されており、上述したストッパ１２１とフランジ部１２９ｂの上面との当接は、この突出部２０１ａがストッパ１２１に当たることによりなされる。
【００２０】
緩衝ゴム２０１は、合成ゴム、天然ゴム等を材料としている。なお、緩衝ゴム２０１に替えて、樹脂を材料とする緩衝樹脂を用いる構成とすることもできる。緩衝ゴム２０１は、本発明における「弾性部材」に対応する。
【００２１】
なお、上述した溝２００は、フランジ部１２９ｂの突出方向において、内径側に形成されていることから、緩衝ゴム２０１もフランジ部１２９ｂの内径側に配設されることになる。
【００２２】
図１に戻り、弁体１２９は、コア１０７内に配置されたコイルバネ１４１によってガス噴射孔１３７を閉じる方向に付勢され、ソレノイドコイル１１３の通電が解除されているときには、バルブ部１２９ｃがシート１３５の座面１３５ａに押し付けられた閉弁状態に置かれる。コイルバネ１４１は、本発明における「付勢部」に対応する。なおコイルバネ１４１は、一端が弁体１２９に当接され、他端はコア１０７に当接される。
【００２３】
バルブ部１２９ｃの下面は、シート１３５の座面１３５ａと面接触可能な接触面とされ、この接触面には、弾性を有する環状のシール部材１４０が嵌着されている。またバルブ部１２９ｃには、主部１２９ａの中空部１２９ｄと連通するとともに半径方向に放射状に延びる、例えば６本の貫通孔１２９ｈが周方向に６０度の等間隔で形成されている。中空部１２９ｄと貫通孔１２９ｈとによって弁体１２９のガス通路が構成される。
【００２４】
水素ガスは、コア１０７の中空部１０７ａを経て弁体１２９の中空部１２９ｄへと導かれる。弁体１２９が閉弁状態に置かれているとき、高圧の水素ガスは、弁体１２９の中空部１２９ｄから６個の貫通孔１２９ｈを通り、弁体１２９の外周面とロアボディ１０５の内周面との間の空間部１５１に達している。上記の各中空部１０７ａ，１２９ｄ、貫通孔１２９ｈおよび空間部１５１によって水素ガスの流路が構成される。
【００２５】
支持プレート１２７は、中央部に円形の貫通孔を有する円板状のプレート本体１２７ａと、プレート本体１２７ａの内周部に嵌着されたプレートゴム１２７ｂとを備える。プレート本体１２７ａは、例えば析出硬化系ステンレスからなり、空間部１５１を連通する複数の流体用貫通孔（図示せず）を有する。支持プレート１２７は、板ばねとして機能する。
【００２６】
支持プレート１２７は、上述したように、その外周部の側面（前面および後面）がカラー１２３とリング１２５に挟持されてロアボディ１０５側に止着されている。すなわち、この外周部がロアボディ１０５の内壁に止着される構成となっている。そして、支持プレート１２７の内周部に相当するプレートゴム１２７ｂは、弁体１２９の所定部位に当接される。上記所定部位は、弁体１２９のフランジ部１２９ｂの下側の位置にある。すなわち、支持プレート１２７の復元力によって弁体１２９の上記所定部位に突き当たった状態に接触している。かくして、支持プレート１２７は、弁体１２９の外周面がロアボディ１０５、カラー１２３、ストッパ１２１の内周面等に非接触（フローティング状態）で支持し、弁体１２９がシート１３５に設けたガス噴射孔１３７を開閉するべく軸方向に移動されるとき、同方向に弾性変形することで弁体１２９の開閉動作を許容する。
【００２７】
弁体１２９がコイルバネ１４１の付勢力によって閉弁状態に置かれるとき、支持プレート１２７は、開き方向に付勢力が作用している。これにより弁体１２９と支持プレート１２７とは常時に接触状態が維持される。支持プレート１２７の付勢力は、コイルバネ１４１の付勢力に比べてはるかに小さく、コイルバネ１４１による弁体１２９の閉弁動作を損なうものではない。
【００２８】
以上のように構成された本実施例の流体用制御弁１００によれば、開弁時、フランジ部１２９ｂに配設された緩衝ゴム２０１がストッパ１２１と当たることで、弁体の全開位置が規定される。緩衝ゴム２０１のフランジ部１２９ｂにおける配設位置は、フランジ部１２９ｂの突出方向において内径側となっていることから、フランジ部１２９ｂにおける外径側部分Ｆ（図２参照）で、磁路面積を十分に確保することができる。特に、外径側部分Ｆは、径方向において外側となるために、より大きな面積をとることができる。磁路面積が十分に確保されると、フランジ部１２９ｂの最外径を小さくできるため、弁体１２９を軽量化できる。
【００２９】
２．変形例：
なお、この発明は上記の第１実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３０】
（１）第１変形例
図３は、第１変形例における緩衝ゴム３０１の周辺を拡大した断面図である。第１変形例は、第１実施例と比較すると、緩衝ゴム３０１に形成された突出部３０１ａが弁体のストローク量Ｓと同一の高さとなっている点が相違し、その他の構成は同一である。図示において、第１実施例と同一部分には第１実施例と同じ符号を付けた。この構成によれば、常時、緩衝ゴム３０１の突出部がストッパ１２１に接触しているので、第１実施例の効果に加えて、弁体１２９の作動中の傾きをより抑制することができる。
【００３１】
（２）第２変形例
図４は、第２変形例における緩衝ゴム２０１の周辺を拡大した断面図である。第２変形例は、第１実施例と比較すると、緩衝ゴム２０１と当接するストッパ１２１の内径側の下面にゴム部材４０１が設けられている点が相違し、その他の構成は同一である。図示において、第１実施例と同一部分には第１実施例と同じ符号を付けた。この構成によれば、弁体１２９が開弁方向に移動してゴム部材４０１と緩衝ゴム２０１とが当接するので、第１実施例の効果に加えて、緩衝ゴム２０１の内部応力が分散し、ゴム材料のへたりを抑制することができる。また、磁束のショートカット（洩れを）を抑制でき、磁気効率が高くなる。
【符号の説明】
【００３２】
１００…流体用制御弁
１０１…バルブボディ
１０３…アッパボディ
１０５…ロアボディ
１０５ａ…内側フランジ部
１０５ｃ…筒孔
１０７…コア
１０７ａ…中空部
１０９…鍔付リング
１１１…ボビン
１１３…ソレノイドコイル
１２１…ストッパ
１２３…カラー
１２５…リング
１２７…支持プレート
１２７ａ…プレート本体
１２７ｂ…プレートゴム
１２９…弁体
１２９ａ…主部
１２９ｂ…フランジ部
１２９ｃ…バルブ部
１２９ｄ…中空部
１２９ｈ…貫通孔
１３１…バルブシート
１３３…シートボディ
１３３ａ…ガイド孔
１３５…シート
１３５ａ…座面
１３７…ガス噴射孔
１４０…シール部材
１４１…コイルバネ
１５１…空間部
２００…溝
２０１…緩衝ゴム
２０１ａ…山部
３０１…緩衝ゴム
３０１ａ…突出部
４０１…ゴム部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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